CN105656515B - 宽带电力线载波通信发送设备及接收设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于宽带电力线载波通信以及无线通信领域，尤其涉及一种宽带电力线载波通信发送设备及接收设备。本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备，包括发送端数字信号处理单元、发送端PLC模拟前端、上变频器、发送端滤波器、发送端功率调整单元及天线。本发明提出的宽带电力线载波通信接收设备，包括接收端数字信号处理单元、接收端PLC模拟前端、下变频器、接收端滤波器、接收端功率调整单元及天线。本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备及接收设备支持宽带电力线载波通信工作模式和无线通信工作模式，提高PLC网络的通信质量和网络可靠性。
Description
技术领域
本发明属于宽带电力线载波通信以及无线通信领域，尤其涉及一种宽带电力线载波通信发送设备及接收设备。
背景技术
电力线通信技术PLC(PLC：Power Line Carrier)可直接利用现有的电力线进行数据传输，无须重新布线，组网简单快捷、成本较低廉，应用范围广，同时保障信息安全。
宽带电力线通信技术BPLC(BPLC：BroadPower Line Carrier)技术在实际的布网和应用中会存在以下问题：当节点之间没有可用的电力线相连的时候，这对节点之间将无法利用BPLC进行通信；当节点跨电表或者变压器时，BPLC信号大幅被衰减，此时节点之间的通信质量很差，甚至无法连通；当节点之间受到严重干扰时，此时节点之间的通信质量很差，甚至无法连通。
针对以上问题，通常采用引入无线通信的方法来解决。例如将不能PLC连通的节点改为支持WIFI协议的无线节点，借助无线通信在不能直接PLC连接的节点之间实现接力通信，从而保证BPLC网络的处处可连通性。
上述BPLC网络中，PLC节点和无线节点不能直接组网通信，需要额外的网关设备；PLC网络运营者需要同时维护PLC网络和无线网络这两套网络系统。尽管解决了连通性问题，但这种方法配置复杂、配置及运营成本高昂、设备维护难度大。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种宽带电力线载波通信发送设备及接收设备，实现在PLC节点支持无线网络通信连接，从而降低PLC运营者的布网难度和维护成本，提高PLC网络的通信质量和网络可靠性。
本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备及接收设备，包括三个方面，以下分别说明。
第一方面，本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备，包括发送端数字信号处理单元、发送端PLC模拟前端、上变频器、发送端滤波器、发送端功率调整单元及天线；
该发送端数字信号处理单元与该发送端PLC模拟前端相连接，用于对待传输数据进行数字信号处理，生成OFDM(OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)调制信号，并发送到该发送端PLC模拟前端；；该发送端PLC模拟前端与该上变频器相连接，用于将该OFDM调制信号转换为PLC模拟信号，并发送到该上变频器；
该上变频器与该发送端滤波器相连接，用于将该PLC模拟信号上变频到用于无线发射的第一频点上，并发送到发送端滤波器；该第一频点是预先设置的；
该发送端滤波器与该发送端功率调整单元相连接，用于对上变频后的信号进行带通滤波，并发送到该发送端功率调整单元；
该发送端功率调整单元与天线相连接，用于将滤波后的信号调整到预设的无线发送功率，并发送到天线；
该天线用于发射功率调整后的信号。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备，还包括发送端PLC耦合器；该发送端PLC模拟前端还与该发送端PLC耦合器与相连接，用于将该PLC模拟信号发送到该发送端PLC耦合器；
该发送端PLC耦合器与市电网络相连接，用于将该PLC模拟信号耦合到电力线上进行传输。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备，还包括发送端模式控制器；
该发送端模式控制器分别与该发送端PLC模拟前端、该发送端PLC耦合器及该上变频器相连接，用于将该发送端PLC模拟前端输出的该PLC模拟信号发送给该发送端PLC耦合器或该上变频器，以进行网络传输。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信发送设备的发送端数字信号处理单元，还包括训练符号插入单元，该训练符号插入单元用于向数据帧中除前导符号外的部分插入至少一个训练符号，该训练符号插入数据帧的中间和\或数据帧的末尾。
本发明宽带电力线载波通信发送设备将待传输数据经过数字信号处理及PLC模拟前端处理后变换为PLC模拟信号，并进一步经过上变频、滤波、功率调整后通过无线天线进行网络传输。
本发明宽带电力线载波通信发送设备使得PLC节点具有将电力线载波信号经过无线天线发射的功能。
本发明宽带电力线载波通信发送设备通过无线通信方式使得宽带电力线载波通信设备在市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
第二方面，本发明提出的宽带电力线载波通信接收设备，包括接收端数字信号处理单元、接收端PLC模拟前端、下变频器、接收端滤波器、接收端功率调整单元及天线；
该天线与该接收端功率调整单元相连接，用于接收无线信号并发送到该接收端功率调整单元；
该接收端功率调整单元与该接收端滤波器相连接，用于将接收的信号调整到预设的接收功率，并发送到接收端滤波器；
该接收端滤波器与该下变频器相连接，用于对功率调整后的信号进行带通滤波，并发送到该下变频器；
该下变频器与该接收端PLC模拟前端相连接，用于将滤波后的信号下变频为PLC模拟信号，并将该PLC模拟信号输出到该接收端PLC模拟前端；
该接收端PLC模拟前端与该接收端数字信号处理单元相连接，用于将该PLC模拟信号转换为OFDM调制信号，并发送到该接收端数字信号处理单元；
该接收端数字信号处理单元，用于将该OFDM调制信号处理为待传输数据。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信接收设备，还包括接收端PLC耦合器；该接收端PLC耦合器与该接收端PLC模拟前端相连接，用于将从市电网络上接收到的电力线载波信号解耦合得到PLC模拟信号，并将该PLC模拟信号输出到该接收端PLC模拟前端。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信接收设备，还包括接收模式控制器；
该接收模式控制器与该下变频器、该接收端PLC耦合器及该接收端PLC模拟前端相连接，用于将该下变频器或该接收端PLC耦合器输出的该PLC模拟信号发送到该接收端PLC模拟前端。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信接收设备的接收端数字信号处理单元，还包括训练符号提取及信道响应估计单元；该训练符号提取及信道响应估计单元，用于提取数据帧中帧控制符号和/或业务符号中预先插入的训练符号，并根据该训练符号的信道响应，插值得到所述帧控制符号和/或业务符号的信道响应。
本发明宽带电力线载波通信接收设备从无线天线上接收信号，并经过功率调整、滤波、下变频、PLC模拟前端变换及数字信号处理后，提取得到待传输数据。
本发明宽带电力线载波通信接收设备使得PLC节点具有从无线通道接收待传输数据的功能。
本发明宽带电力线载波通信接收设备通过无线通信方式使得宽带电力线载波通信设备在市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
第三方面，本发明提出的宽带电力线载波通信设备，包括第一方面中的宽带电力线载波通信发送设备和第二方面中的宽带电力线载波通信接收设备。
进一步地，本发明提出的宽带电力线载波通信设备还包括天线收发切换开关；
该天线收发切换开关分别与该发送端功率调整单元、该接收端功率调整单元及该天线相连接，用于使得该发送端功率调整单元或该接收端功率调整单元与该天线接通，以发送或接收无线信号。
本发明宽带电力线载波通信设备支持宽带电力线载波通信工作模式和无线通信工作模式，具有通过市电网络与另一对等设备通信的能力，也具有通过无线网络与另一对等设备通信的能力。设置有本发明提出的宽带电力线载波通信设备的网络节点，能够将通过市电网络接收到的数据进一步通过无线网络转发；也能够将通过无线网络接收到的数据进一步通过市电网络转发。
本发明宽带电力线载波通信设备在统一的网络协议下使得PLC节点支持无线连接组网，实现双模通信模式；实现同一网络协议下PLC节点和无线节点的互联互通，实现共网。这将降低PLC运营者的布网难度和维护成本，提高PLC网络的通信质量和网络可靠性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为本发明实施例1宽带电力线载波通信发送设备的组成示意图；
图2为本发明实施例2宽带电力线载波通信发送设备的组成示意图；
图3为本发明实施例3宽带电力线载波通信发送设备的组成示意图；
图4为本发明实施例4宽带电力线载波通信发送设备的组成示意图；
图5为本发明实施例5宽带电力线载波通信接收设备的组成示意图；
图6为本发明实施例6宽带电力线载波通信接收设备的组成示意图；
图7为本发明实施例7宽带电力线载波通信接收设备的组成示意图；
图8为本发明实施例8宽带电力线载波通信接收设备的组成示意图；
图9为本发明实施例9宽带电力线载波通信设备的组成示意图；
图10为本发明实施例10宽带电力线载波通信设备的组成示意图。
具体实施方式：
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，以下实施例中宽带电力线载波通信发送设备及接收设备中的各组成部分均为独立设置的硬件模块。
实施例1
如图1所示，本实施例宽带电力线载波通信发送设备，包括发送端数字信号处理单元120、发送端PLC模拟前端130、上变频器150、发送端滤波器160、发送端功率调整单元170及天线300；该发送端数字信号处理单元120与该发送端PLC模拟前端130相连接，用于对待传输数据进行数字信号处理，生成OFDM调制信号，并发送到该发送端PLC模拟前端130；该发送端PLC模拟前端130与该上变频器150相连接，用于将该OFDM调制信号转换为PLC模拟信号，并发送到该上变频器150；该上变频器150与该发送端滤波器160相连接，用于将该PLC模拟信号上变频到用于无线发射的第一频点上，并发送到发送端滤波器160，该第一频点是预先设置的；该发送端滤波器160与该发送端功率调整单元170相连接，用于对该上变频后信号进行带通滤波，并发送到该发送端功率调整单元170；该发送端功率调整单元170与天线300相连接，用于将滤波后的信号调整到预设的无线发送功率，并发送到该天线300；该天线300用于发射功率调整后的信号。
本实施例中，发送端数字信号处理单元120用于对待传输数据进行数字信号处理，并生成OFDM调制信号。其中，待传输数据经过编码、加扰、调制、资源映射、IFFT等处理后，变换成OFDM调制信号。；
发送端PLC模拟前端130用于将该OFDM调制信号转换为PLC模拟信号，即对数字信号进行DAC、滤波处理、信号放大等处理后，转换为PLC模拟信号；
上变频器150用于将该PLC模拟信号上变频到用于无线发射的第一频点上，该第一频点是预先设置的；
发送端滤波器160用于对上变频后的信号进行带通滤波，将预设带宽以外的信号滤除。
发送端功率调整单元170用于将滤波后的模拟信号调整到预设的无线发送功率；
天线300将功率调整后的模拟信号发射出去。
需要说明的是，本实施例中发送端数字信号处理单元120、发送端PLC模拟前端130、上变频器150、发送端滤波器160、发送端功率调整单元170及天线300均为独立设置的硬件模块。进一步地，具体实施时，可对上述各硬件模块根据需要组合，以实现组合后的功能。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备将待传输数据经过数字信号处理及PLC模拟前端处理后变换为PLC模拟信号，并进一步经过上变频、滤波、功率调整后通过无线天线进行网络传输。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备使得PLC节点具有将电力线载波信号经过无线天线发射的功能。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备通过无线通信方式使得宽带电力线载波通信设备在市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，对宽带电力线载波通信发送设备实现宽带电力线载波通信的发送功能进行说明。
如图2所示，本实施例宽带电力线载波通信发送设备，还包括发送端PLC耦合器140；发送端PLC模拟前端130还与该发送端PLC耦合器140与相连接，用于将该PLC模拟信号发送到该发送端PLC耦合器140；
该发送端PLC耦合器140与市电网络相连接，用于将该PLC模拟信号耦合到电力线上进行传输。
需要说明的是，本实施例中发送端PLC耦合器140为独立设置的硬件模块。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备具有宽带电力线载波通信和无线通信两种通信方式，能够接入宽带电力线载波通信、无线通信这两个通信网络。在没有无线网络或市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
实施例3
本实施例在实施例2的基础上，对宽带电力线载波通信发送设备切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式的功能进行说明。
如图3所示，本实施例宽带电力线载波通信发送设备，还包括发送端模式控制器180，发送端模式控制器180分别与发送端PLC模拟前端130、发送端PLC耦合器140及上变频器150相连接，用于将发送端PLC模拟前端130输出的该PLC模拟信号发送给发送端PLC耦合器140或上变频器150以进行网络传输。
需要说明的是，本实施例中发送端模式控制器180为独立设置的硬件模块。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备的发送端模式控制器使得宽带电力线载波通信发送设备可以切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式。
进一步地，本实施例宽带电力线载波通信发送设备还包括连通性检测单元，用于检测网络节点的连通性，并反馈至网络节点的操作终端，从而使得用户可以根据当前节点的连通情况选择工作在哪种网络通信工作模式。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备具有切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式的能力，使得网络节点的工作模式更灵活。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上，对宽带电力线载波通信发送设备的发送端数字信号处理单元为适应无线通信而增加的信号处理功能进行说明。
如图4所示，本实施例宽带电力线载波通信发送设备的发送端数字信号处理单元120，还包括训练符号插入单元121，训练符号插入单元121用于向数据帧中除前导符号外的部分插入至少一个训练符号，该训练符号插入数据帧的中间和\或数据帧的末尾。
需要说明的是，本实施例中训练符号插入单元121为独立设置的硬件模块。
在宽带载波系统中，数据帧通常由前导符号、帧控制符号、业务符号等3部分组成。前导符号(Preamble)由若干个具有相关性的符号构成，主要用于帧检测、定时、频偏估计、信道估计等功能。帧控制FC(FC：Frame Control)符号主要携带了数据帧业务符号的控制信息，如调试方式、资源映射的内容等。业务PL(PL：Payload)符号主要携带了用户的数据业务信息。
接收端利用Preamble符号估计出电力线上的信道响应，并基于PLC信道响应几乎不变的特性将该信道响应应用于后面的FC符号和PL符号的均衡过程。但是无线信道和PLC信道相比，具有时变性的特点，即Preamble时刻的信道响应与后续的FC/PL时刻的信道响应可能存在差异，如果直接应用PLC的物理层帧结构，会导致系统的解调性能有所下降。
本实施例对帧结构进行优化，在FC/PL符号中间和\或帧末尾加入已知的训练符号,利用该类符号，优化信道估计算法，使得宽带电力线载波通信算法能够适应无线信道特性。
需要说明的是，本实施例并不限制插入的训练符号必须与前导符号中的训练符号相同。
具体地，在FC/PL的符号中间或者/和帧末尾加入若干已知的训练符号(Midamble)，发送端发送的Preamble或者Midamble频域符号可表示为Xi(k)，k为子载波索引，取值范围0～N-1，N为FFT点数，为2的幂次方，i为Preamble或者Midamble所处的OFDM符号索引。
本实施例宽带电力线载波通信发送设备在数据帧中增加训练符号，以在后续处理中优化信道估计算法，使得发送端数字信号处理单元的信道估计性能与无线信道相适配。
需要说明的是，实施例1至4可分别组合实施。
实施例5
如图5所示，本实施例宽带电力线载波通信接收设备，包括接收端数字信号处理单元220、接收端PLC模拟前端230、下变频器250、接收端滤波器260、接收端功率调整单元270及天线300。天线300与接收端功率调整单元270相连接，用于接收无线信号并发送到接收端功率调整单元270；接收端功率调整单元270与接收端滤波器260相连接，用于将接收的信号调整到预设的接收功率，并发送到接收端滤波器260；接收端滤波器260与下变频器250相连接，用于对功率调整后的信号进行带通滤波，并发送到下变频器250；该下变频器250与接收端PLC模拟前端230相连接，用于将滤波后的信号下变频为PLC模拟信号，并该PLC模拟信号输出到该接收端PLC模拟前端230；接收端PLC模拟前端230与接收端数字信号处理单元220相连接，用于将该PLC模拟信号转换为OFDM调制信号，并发送到该接收端数字信号处理单元220；该接收端数字信号处理单元220，用于将该OFDM调制信号处理为待传输数据。本实施例宽带电力线载波通信接收设备中，天线300接收无线信号；
接收端功率调整单元270将接收到的信号的功率调整到后续物理器件标定的最优输入功率上；
接收端滤波器260用于将预设带宽以外的信号滤除。
下变频器250将该滤波后的信号下变频为PLC模拟信号；
接收端PLC模拟前端230用于将该下变频后的信号转换为OFDM调制信号，即对该PLC模拟信号进行信号放大、滤波、ADC等处理；
接收端数字信号处理单元220用于将对该OFDM调制信号进行数字信号处理，并转换为待传输数据。该OFDM调制信号经过帧检测、抗干扰处理、FFT、信道估计、资源反映射、均衡、解调、解扰、解码等处理后，转换成待传输数据。
需要说明的是，本实施例中接收端数字信号处理单元220、接收端PLC模拟前端230、下变频器250、接收端滤波器260、接收端功率调整单元270及天线300均为独立设置的硬件模块。进一步地，具体实施时，可对上述各硬件模块根据需要组合，以实现组合后的功能。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备从无线天线上接收信号，并经过功率调整、滤波、下变频、PLC模拟前端变换及数字信号处理后，提取得到待传输数据。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备使得PLC节点具有从无线通道接收待传输数据的功能。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备通过无线通信方式使得宽带电力线载波通信设备在市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
实施例6
本实施例在实施例5的基础上，对宽带电力线载波通信接收设备的宽带电力线载波通信的接收功能进行说明。
如图6所示，本实施例宽带电力线载波通信接收设备，还包括接收端PLC耦合器240；
该接收端PLC耦合器240与接收端PLC模拟前端230相连接，用于将从市电网络上接收到的电力线载波信号解耦合得到PLC模拟信号，并将该PLC模拟信号输出到接收端PLC模拟前端230。该接收端PLC模拟前端230用于将该PLC模拟信号转换为该接收端数字信号处理单元220能够处理的数字信号，并发送到该接收端数字信号处理单元220。
需要说明的是，本实施例中接收端PLC耦合器240为独立设置的硬件模块。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备具有宽带电力线载波通信和无线通信两种通信方式，能够接入宽带电力线载波通信、无线通信这两个通信网络。在没有无线网络或市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
实施例7
本实施例在实施例6的基础上，对宽带电力线载波通信接收设备切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式的功能进行说明。
如图7所示，本实施例宽带电力线载波通信接收设备，还包括接收模式控制器280，接收模式控制器280与下变频器250、接收端PLC耦合器240及接收端PLC模拟前端230相连接，用于将该下变频器250或接收端PLC耦合器230输出的PLC模拟信号发送到接收端PLC模拟前端250。
需要说明的是，本实施例中接收模式控制器280为独立设置的硬件模块。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备的接收端模式控制器使得宽带电力线载波通信接收设备可以切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式。
进一步地，本实施例宽带电力线载波通信接收设备还包括连通性检测单元，用于检测网络节点的连通性，并反馈至网络节点，从而使得用户可以根据当前节点的连通情况选择工作在哪种网络通信工作模式。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备具有切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式的能力，使得网络节点的工作模式更灵活。
实施例8
本实施例在实施例5的基础上，对接收端数字信号处理单元为适应前端无线通信而增加的信号处理功能进行说明。
如图8所示，本实施例宽带电力线载波通信接收设备的接收端数字信号处理单元220，还包括训练符号提取及信道响应估计单元221；该训练符号提取及信道响应估计单元221，用于提取数据帧中帧控制符号和/或业务符号中预先插入的训练符号，并根据该训练符号的信道响应，插值得到所述帧控制符号和/或业务符号的信道响应。
需要说明的是，本实施例中训练符号提取及信道响应估计单元221为独立设置的硬件模块。
通常，利用Preamble进行信道估计，从而得到Preamble时刻的信道响应，然后利用Preamble时刻的信道响应作为FC/PL对应符号时刻的信道响应。
本实施例首先利用Preamble和Midamble进行信道估计，从而得到Preamble时刻和Midamble时刻的信道响应，然后利用Preamble时刻的信道响应和Midamble时刻的信道响应或者不同时刻的Midamble的信道响应进行插值从而获取更加精确的FC/PL对应符号时刻的信道响应。
需要说明的是，插值算法可以是线性插值或者精度更高的插值算法。
具体地，信道响应插值操作分两个步骤进行：
步骤1：估计出Preamble/Midamble时刻的信道响应。接收到的Preamble或者Midamble频域符号R(k)，则Preamble或者Midamble对应时刻的信道估计结果表示为：
()*为取共轭操作；
步骤2：插值得到FC/PL对应符号时刻的信道响应。
具体的信道插值的过程为可分为两种应用场景：
场景1：对Preamble和Midamble之间或者不同的Midamble之间的符号进行线性插值的过程
其中m，n为Preamble或者Midamble所处的OFDM符号的索引，i为FC/PL所处的OFDM符号的索引
场景2：如果帧结尾没有放置Midamble，则对最后一个Midamble后面的符号进行线性插值的过程为：
Hi(k)＝Hm(k),k＝0～N-1
其中m为最后一个Midamble所处的OFDM符号的索引，i为FC/PL所处的OFDM符号的索引i>m。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备通过提取数据帧中帧控制符号和/或业务符号中预先插入的训练符号，并估计根据预先插入的训练符号的信道响应，插值得到所述帧控制符号和/或业务符号的信道响应，从而保证信道上的解调性能基本保持不变。
本实施例宽带电力线载波通信接收设备借助训练符号优化了信道估计算法，使得接收端数字信号处理单元的信道估计性能与无线信道相适配。
需要说明的是，实施例5至8可分别组合实施。
实施例9
如图9所示，本实施例宽带电力线载波通信设备400，包括实施1至4中任一的宽带电力线载波通信发送设备100和实施例5至7中与之对应的宽带电力线载波通信接收设备200。
本实施例宽带电力线载波通信设备400支持宽带电力线载波通信工作模式和无线通信工作模式，具有通过市电网络与另一对等设备通信的能力，也具有通过无线网络与另一对等设备通信的能力。
设置有本实施例宽带电力线载波通信设备的网络节点，能够将通过市电网络接收到的数据进一步通过无线网络转发；也能够将通过无线网络接收到的数据进一步通过市电网络转发。
本实施例宽带电力线载波通信设备在统一的网络协议下使得PLC节点支持无线连接组网，实现双模通信模式；实现同一网络协议下PLC节点和无线节点的互联互通，实现共网。
本实施例宽带电力线载波通信设备的具体实现方法，请参考实施例1至8。
本实施例宽带电力线载波通信设备具有宽带电力线载波通信和无线通信两种通信方式。在没有无线网络或市电网络不可联通时仍保持网络通信能力，提高了网络可靠性。
实施例10
本实施例是在实施例9基础上，进一步对天线收发切换功能进行说明。
如图10所示，本实施例宽带电力线载波通信设备还包括天线收发切换开关600，该天线收发切换开关600分别与发送端功率调整单元170、接收端功率调整单元270、天线300相连接，用于使得发送端功率调整单元170或接收端功率调整单元270与天线300接通，以发送或接收无线信号。
天线收发切换开关600用于控制收发通路与天线的连通。在信号发送阶段，发射通路与天线连通，接收通路断开；在信号接收阶段，接收通路与天线连通，发射通路断开。
需要说明的是，本实施例中天线收发切换开关600为独立设置的硬件模块。
需要说明的是，为简洁起见，图10中没有示出的功能模块，请参见图1至图9。
本实施例宽带电力线载波通信设备有效改善了宽带电力线载波通信设备的无线通信性能。
需要说明的是，上述实施例中各宽带电力线载波通信发送设备和宽带电力线载波通信接收设备的各硬件模块可以在硬件设备的基础上，结合软件的方式来实现。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
Claims (6)
1.一种宽带电力线载波通信发送设备，其特征在于，包括发送端数字信号处理单元、发送端PLC模拟前端、上变频器、发送端滤波器、发送端功率调整单元、天线和发送端PLC耦合器；
所述发送端数字信号处理单元与所述发送端PLC模拟前端相连接，用于对待传输数据进行数字信号处理，生成OFDM调制信号，并发送到所述发送端PLC模拟前端；
所述发送端PLC模拟前端与所述上变频器相连接，用于将所述OFDM调制信号转换为PLC模拟信号，并发送到所述上变频器；
所述上变频器与所述发送端滤波器相连接，用于将所述PLC模拟信号上变频到用于无线发射的第一频点上，并发送到发送端滤波器；所述第一频点是预先设置的；
所述发送端滤波器与所述发送端功率调整单元相连接，用于对上变频后的信号进行带通滤波，并发送到所述发送端功率调整单元；
所述发送端功率调整单元与天线相连接，用于将滤波后的信号调整到预设的无线发送功率，并发送到天线；
所述天线用于发射功率调整后的信号；
发送端PLC模拟前端还与所述发送端PLC耦合器与相连接，用于将所述PLC模拟信号发送到所述发送端PLC耦合器；
所述发送端PLC耦合器与市电网络相连接，用于将所述PLC模拟信号耦合到电力线上进行传输；
所述宽带电力线载波通信发送设备还包括发送端模式控制器，所述发送端模式控制器分别与所述发送端PLC模拟前端、所述发送端PLC耦合器及所述上变频器相连接，用于将所述发送端PLC模拟前端输出的所述PLC模拟信号发送给所述发送端PLC耦合器或所述上变频器，以进行网络传输，从而使得所述宽带电力线载波通信发送设备能够切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式；
所述宽带电力线载波通信发送设备还包括发送端连通性检测单元，所述发送端连通性检测单元用于检测所述宽带电力线载波通信发送设备的连通性并进行反馈，从而使得所述宽带电力线载波通信发送设备根据所述连通性选择网络通信工作模式。
2.根据权利要求1所述的宽带电力线载波通信发送设备，其特征在于，所述发送端数字信号处理单元还包括训练符号插入单元；
所述训练符号插入单元用于向数据帧中除前导符号外的部分插入至少一个训练符号，所述训练符号插入数据帧的中间和\或数据帧的末尾。
3.一种宽带电力线载波通信接收设备，其特征在于，包括接收端数字信号处理单元、接收端PLC模拟前端、下变频器、接收端滤波器、接收端功率调整单元、天线和接收端PLC耦合器；
所述天线与所述接收端功率调整单元相连接，用于接收无线信号并发送到所述接收端功率调整单元；
所述接收端功率调整单元与所述接收端滤波器相连接，用于将接收的信号调整到预设的接收功率，并发送到接收端滤波器；
所述接收端滤波器与所述下变频器相连接，用于对功率调整后的信号进行带通滤波，并发送到所述下变频器；
所述下变频器与所述接收端PLC模拟前端相连接，用于将滤波后的信号下变频为PLC模拟信号，并将所述PLC模拟信号输出到所述接收端PLC模拟前端；
所述接收端PLC模拟前端与所述接收端数字信号处理单元相连接，用于将所述PLC模拟信号进行滤波、转换为OFDM调制信号，并发送到所述接收端数字信号处理单元；
所述接收端数字信号处理单元，用于将所述OFDM调制信号处理为待传输数据；
所述接收端PLC耦合器与所述接收端PLC模拟前端相连接，用于将从市电网络上接收到的电力线载波信号解耦合得到PLC模拟信号，并将所述PLC模拟信号输出到所述接收端PLC模拟前端；
所述宽带电力线载波通信接收设备还包括接收模式控制器，所述接收模式控制器与所述下变频器、所述接收端PLC耦合器及所述接收端PLC模拟前端相连接，用于将所述下变频器或所述接收端PLC耦合器输出的所述PLC模拟信号发送到所述接收端PLC模拟前端，从而使得所述宽带电力线载波通信接收设备能够切换宽带电力线载波通信工作模式和/或无线通信工作模式；
所述宽带电力线载波通信接收设备还包括接收端连通性检测单元，所述接收端连通性检测单元用于检测所述宽带电力线载波通信接收设备的连通性并进行反馈，从而使得所述宽带电力线载波通信接收设备根据所述连通性选择网络通信工作模式。
4.根据权利要求3所述的宽带电力线载波通信接收设备，其特征在于，所述接收端数字信号处理单元还包括训练符号提取及信道响应估计单元；
所述训练符号提取及信道响应估计单元，用于提取数据帧中帧控制符号和/或业务符号中预先插入的训练符号，并根据所述训练符号的信道响应，插值得到所述帧控制符号和/或业务符号的信道响应。
5.一种宽带电力线载波通信设备，其特征在于，包括权利要求1或2所述的宽带电力线载波通信发送设备，及权利要求3或4所述的宽带电力线载波通信接收设备。
6.根据权利要求5所述的宽带电力线载波通信设备，其特征在于，还包括天线收发切换开关；
所述天线收发切换开关分别与所述发送端功率调整单元、所述接收端功率调整单元及所述天线相连接，用于使得所述发送端功率调整单元或所述接收端功率调整单元与所述天线接通，以发送或接收无线信号。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102177729A (zh) * | 2008-08-08 | 2011-09-07 | 鲍麦克斯全球有限公司 | 用于读表和其他通信服务的在电力线上的可靠的、长距离的数据通信 |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102177729A (zh) * | 2008-08-08 | 2011-09-07 | 鲍麦克斯全球有限公司 | 用于读表和其他通信服务的在电力线上的可靠的、长距离的数据通信 |
| CN103400492A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-11-20 | 深圳市国电科技通信有限公司 | 融合电力线和无线通信的双模通信芯片及采集设备 |
Non-Patent Citations (1)
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| 基于OFDM调制的载波和无线双模通信系统;步冬静，李频;《电力信息与通信技术》;20150531;第13卷(第5期);第63-66页 |
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